Вид с воздуха на атмосферу Земли с высоты 9100 метров. (Изображение предоставлено: Александр Георгиев / Getty Images)
Землю часто называют «голубой планетой» из-за обильного запаса воды. В отличие от других тел в Солнечной системе – и, вероятно, за ее пределами на экзопланетах – на Земле в изобилии жидкая вода, и ее присутствие позволило миллионам и миллионам видов развиваться и процветать. По данным Геологической службы США (USGS), около 71% поверхности Земли покрыто водой, а колоссальные 96,5% запасов воды планеты находятся в океанах. Но вода не просто остается внизу; как часть круговорота воды (также называемого гидрологическим циклом) она поднимается в атмосферу. (1, 2)
Итак, сколько воды находится в атмосфере в любой момент времени? Сколько всего сейчас у нас над головой, и, если бы вся эта вода обрушилась на нас сразу, какое влияние это оказало бы?
Проще говоря, прямо сейчас в небе находятся миллиарды литров воды – в основном в виде пара, и, если вся она упадет сразу, это вызовет серьезные проблемы для миллионов людей.
По данным Геологической службы США, объем всей воды на Земле оценивается почти в 1,4 миллиарда кубических километров. Для сравнения, 1 кубический километр воды будет содержать примерно 260 миллиардов литров – этого достаточно, чтобы заполнить 415 тысяч бассейнов олимпийского размера. (3)
В результате гидрологического цикла вода на Земле никогда не задерживается на одном месте слишком долго. Она испаряется, превращается в пар, конденсируется, образуя облака, и выпадает обратно на поверхность в виде осадков. Затем цикл начинается снова.
По данным Britannica, испарившаяся вода остается в атмосфере около 10 дней. Это означает, что атмосфера буквально пропитана водяным паром. (4)
«В среднем выпадает около 30 мм дождя в виде пара, который может выпасть в виде осадков над любой точкой земной поверхности,» – Фредерик Фабри, директор Радарной обсерватории им. Дж. Стюарта Маршалла и адъюнкт-профессор окружающей среды и кафедры атмосферных и океанических наук Университета Макгилла в Канаде.
«На каждый квадратный метр приходится около 25 килограммов воды, большая часть которой находится в виде пара,» – сказал он.
По словам Фабри, учитывая, что площадь поверхности Земли составляет около 510 миллионов квадратных километров, в атмосфере содержится около 140 миллионов-миллиардов литров воды. Он добавил, что, если вся эта масса упадет сразу, это поднимет глобальный уровень океана примерно на 3,8 сантиметра.
Хотя падение всего этого пара одновременно маловероятно, такое резкое повышение уровня моря, вероятно, будет иметь ужасные последствия. По данным Climate Change Post, если глобальный уровень моря поднимется всего на 5 см, низменные города, такие как Мумбаи и Кочи, Индия; Абиджан, Кот-д’Ивуар; и Джакарта, Индонезия, с общим населением более 28 миллионов человек, которые уже уязвимы для прибрежных наводнений, будут «значительно затронуты». (5)
Кроме того, согласно исследованию 2017 года, опубликованному в журнале Scientific Reports, если уровень моря поднимется на 5–10 см, это удвоит частоту наводнений во множестве регионов, «особенно в тропиках». (6)
Если бы вся вода в атмосфере каким-то образом спонтанно падала вниз, она не падала бы равномерно по всему миру. Это связано с тем, что некоторые районы Земли более влажные, чем другие.
«Количество воды в атмосфере контролируется балансом между потоком, входящим в атмосферу, и потоком, выходящим из нее,» – сказал Фабри. «Поток, идущий в атмосферу, контролируется испарением с поверхности, а это зависит от того, есть ли вода на поверхности, а также от температуры. Испарение воды требует большого количества энергии, и эта энергия исходит от тепла поверхности. Теплые океаны – это места, где испарение самое большое, а в арктических участках суши – самое маленькое».
Среднее количество воды в атмосфере меняется в зависимости от времени года и местоположения, но в целом «тропические океаны и влажные тропические районы содержат больше всего водяного пара, и они перемещаются в зависимости от времени года; арктические районы суши или высокогорные районы имеют наименьшее количество пара», потому что теплый воздух гораздо лучше переносит воду,» – сказал Фабри.
Другие действующие факторы включают геологию и топографию, например наклон местности, который влияет на то, как быстро воздух поднимается в атмосферу, где он охлаждается. В результате горные районы с наветренной стороны «получают больше осадков», сказал Фабри. Это отчасти объясняет, почему в Сиэтле, городе, расположенном недалеко от Каскадных гор, по данным USGS, выпадает так много дождей. (7)
Примечательно, что изменение климата может повлиять на количество паров в атмосфере в ближайшие десятилетия. «Если температура повысится, увеличится испарение с поверхности, а также количество воды в атмосфере,» – сказал Фабри.
В результате глобальное потепление может ускориться. Водяной пар является очень эффективным парниковым газом, и когда его больше в атмосфере, он будет способствовать потеплению и усилению парникового эффекта.
Работает экологическим и научным журналистом более 15 лет. Пишет о науке, культуре, космосе и устойчивом развитии. Внештатный автор сайта «Знание – свет».
